The invention provides an improved method of garnet solid electrolyte and is applied to solid lithium battery. The improved method is to coat acid substance and / or ammonium salt substance on the surface of garnet type solid electrolyte, and react at 0 \u2011 500 \u2103 for 0 \u2011 2h, so that the pollutant is removed, and even converted into useful substance for homogeneous deposition of lithium metal. Moreover, the stability of garnet solid electrolyte in air is improved. The treatment method is simple and easy to use. It can reduce the cost of solid-state battery based on ceramic electrolyte. The final product is conducive to the uniform deposition of lithium metal and can improve the electrochemical performance of battery. It has broad application prospects and advantages.
【技术实现步骤摘要】
一种石榴石型固体电解质的改良方法
本专利技术属于能源材料制备和电化学领域,具体涉及一种改良石榴石型陶瓷电解质表面成分的方法及其在金属锂电池中的应用。
技术介绍
近年来,随着电动汽车和储能科学的不断发展,人们对高能量密度、高安全、低成本的锂离子电池提出更高的要求。商用的以石墨为负极的锂离子电池的开发即将达到理论极限,难以满足对高能量密度的要求。因此需要开发更高能量密度的新体系电池。金属锂以其超高的能量密度和低的化学势引起了科研工作者的广泛研究。液体电解质的锂离子电池易出现热失控、着火等安全隐患。采用固体电解质组装成金属锂电池的策略有望彻底解决金属锂电池的安全隐患,同时满足锂电池等固态电池的能量需求和功率需求。固态锂电池具有安全性高、长效循环好、自放电低、易于薄膜化和小型化等的优点,是锂电池的重要发展方向。当前,获得高离子电导率、宽电压窗口、高力学性能和优良界面稳定性的固体电解质是固态锂电池开发的首要难题。在众多固体电解质体系中,石榴石型(Garnet)固体电解质(LLZTO)由于其高的机械模量、高的锂离子电导率、宽的电化学稳定窗口、以及与金属锂接触稳定等优势,是一类较有前途的固体电解质,引起了广泛的研究和关注。但是目前Garnet电解质存在一个严重的问题,即在制备和储存过程中易与空气中的水和二氧化碳反应产生氢氧化锂和碳酸锂。该反应分为两步进行:(1)H+/H交换以及中间产物LiOH·H2O的形成;(2)LiOH·H2O与CO2反应在电解质表面生成Li2CO3层。而碳酸锂和氢氧化锂与金属锂浸润性较差,导致石榴石型 ...
【技术保护点】
1.一种石榴石型固体电解质的改良方法,包括以下步骤:/n在石榴石型固体电解质表面涂覆酸性物质和/或铵盐类物质,并在0-500℃下反应0-2h,所得石榴石型固体电解质在空气中稳定。/n
【技术特征摘要】
1.一种石榴石型固体电解质的改良方法,包括以下步骤:
在石榴石型固体电解质表面涂覆酸性物质和/或铵盐类物质,并在0-500℃下反应0-2h,所得石榴石型固体电解质在空气中稳定。
2.如权利要求1所述的改良方法,其特征在于,所述石榴石型固体电解质其化学式为Li7-xLa3Zr2-xTaxO12,其中0≤x≤2,晶体结构为立方相或四方相。
3.如权利要求1所述的改良方法,其特征在于,所述酸性物质或铵盐类物质是可以在宽温度范围内与氢氧化锂和或碳酸锂反应的物质,可以是固体、液体和气体及其混合物。
4.如权利要求1所述的改良方法,其特征在于,所述酸性物质本身为酸性或者分解会产生酸性物质的材料,可以是有机酸或无机酸。
5.如权利要求4所述的改良方法,其特征在于,所述酸类物质包括甲酸、乙酸、苯甲酸、氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢、硫酸、磷酸、硅酸中的至少一种;所述铵盐包括甲酸铵、乙酸铵、苯甲酸铵、氟化铵、氟氢化铵、氯化铵、氯氢化铵、溴化铵、溴氢化铵、碘化...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭玉国,段惠,万立骏,
申请(专利权)人:中国科学院化学研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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